Feuchtebeständigkeit und Hydrolyseresistenz von Holz-zu-Holz-Bindungen in Spanplatten, hergestellt mit formaldehydarmen Harnstoff-Formaldehydharzen (UF-Harze) unter Einsatz verschiedener Härtungsbeschleunigersysteme

Zusammenfassung

In der Arbeit wird über einige chemische Eigenschaften von Spanplatten berichtet, die mit unmodifizierten und modifizierten UF-Harzen (Modifizierungsmittel: Melamin-Formaldehydharz, Resorcin, Tannin, PMDI) als Bindemittel unter Einsatz verschiedener Härtungsbeschleunigersysteme (Ammoniumchlorid,-sulfat,-nitrat, Ammoniumsulfat in Kombination mit Ameisensäure) hergestellt wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß mit zunehmendem Anteil an Härtungsbeschleuniger der pH-Wert der wäßrigen Auszüge der Platten abnimmt und die Pufferkapazität gegen Alkali deutlich zunimmt. Von einer bestimmten Konzentration des Härters an wird die Formaldehydabgabe der Platten unter hydrolytischen Bedingungen (WKI-Flaschen-Methode) erhöht. Die ermittelte Abgabe an flüchtigen Säuren aus den Platten zeigt keine einheitliche Tendenz.

Der pH-Wert der wäßrigen Auszüge der Spanplatten wird durch den Typ des Härtungsbeschleunigers wenig beeinflußt. Deutliche Unterschiede im pH-Wert der Extrakte treten demgegenüber in Abhängigkeit des eingesetzten UF-Harzes (UF 1 und UF 2) auf.

Die Modifizierung der UF-Harze mit Resorcin und Melamin-Formaldehydharz erhöht den pH-Wert der Extrakte und verringert ihre Pufferkapazität. Mit zunehmender Resorcinmenge nimmt die nach der WKI-Flaschen-Methode ermittelte Formaldehyd- und Säureabgabe der Platten deutlich ab. Insofern scheint die Modifizierung der UF-Harze über eine Reaktion mit dem Formaldehyd des Harzes zu erfolgen. Die Modifizierung mit Melamin-Formaldehydharz vermindert ferner die Abgabe an flüchtigen Säuren der Platten. Durch die Modifizierung des UF-Harzes mit Melamin-Formaldehydharz und Resorcin steigt der lösliche Anteil an Harnstoff im UF-Harz.

Abstract

The change of some chemical properties of UF-bonded particleboards was evaluated as a function of used resin modifier (melamine formaldehyde resin, resorcinol, tannin, PMDI) and the type of catalyst used (ammonium chloride,-sulfate,-nitrate, ammonium sulfate in combination with formic acid). The results reveal that with increasing amount of catalyst the pH value of the water extractives of UF-bonded boards decreases and their buffering capacity increases. Increasing the amount of catalyst above a certain limit may increase the emanation of formaldehyde from the particleboard under the conditions (40°C, 100% rel. humidity) used by the WKI-method.

The type of the catalyst has a marginal influence on the pH value of the water extractives of UF-bonded boards. However, significant differences were found in the pH value of the water extractives of boards bonded with different UF-resins (UF 1 and UF 2).

Modification of UF-resins with melamine resin and resorcinol increases the pH value of water extractives and decreases the buffering capacity of particleboards bonded therewith. Increasing the amount of resorcinol lowers the formaldehyde release, insofar it seems that the formaldehyde is involved in the modification process. Moreover, modification of UF-resins with melamine formaldehyde resin as well as resorcinol seems to reduce the release of volatile acids from the particleboards. The modification of the UF-resins with melamine resin and resorcinol increases the amount of free, still unreacted, urea in the resin. This phenomenon may be due to a reaction between modifier and formaldehyde leaving less free formaldehyde to react with urea.